KR100920616B1 - 곡면 강화 유리 제조를 위한 냉각 강화 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 곡면 강화 유리 제조를 위한 냉각 강화 장치에 관한 것이다.
본 발명은, 곡면 유리를 균일하게 냉각하여 강화하는 곡면 강화 유리 제조를 위한 냉각 강화 장치로서, 상기 곡면 유리에 상응되는 곡률로 하방 블록하게 만곡되는 판으로 평면 유리가 재치되어 가열 성형됨에 따라 내측면에 밀착되어 상기 곡면 유리로 성형되며 전반적으로 배치되는 다수개의 분사공을 갖는 곡면형 성형 몰드; 상면이 개방되고 측면과 하면은 폐쇄되는 용기 형태의 것으로 성형된 상기 곡면 유리가 내측면에 밀착된 채로 로딩되는 상기 곡면형 성형 몰드가 개방된 상면 측에 걸쳐지도록 안착되며 일측에는 압축된 냉각 공기가 유입되는 공기 유입구가 형성되어 유입되는 냉각 공기가 내부 공간에 충진된 후 안착된 상기 곡면형 성형 몰드 상의 상기 분사공을 통해 상향 분사되어 상기 곡면 유리의 하면 측을 냉각하는 하부 공기 탱크체; 상기 하부 공기 탱크체에 대향되는 상부 측에 구비되며 상기 곡면형 성형 몰드와 상응되는 곡률로 하방 볼록하게 만곡되되 직경이 보다 작은 판으로 형성되고 전반적으로 배치되는 다수개의 분사공을 갖는 곡판부와 상기 곡판부의 상면 측을 폐쇄하는 폐쇄판부의 결합으로 이루어지며 일측에는 압축된 냉각 공기가 유입되는 공기 유입구가 형성되어 유입되는 냉각 공기가 내부 공간에 충진된 후 상기 곡판부 상의 상기 분사공을 통해 하향 분사되어 상기 곡면 유리의 상면 측을 냉각하며 냉각 작용 시 상기 하부 공기 탱크체와 밀착되어 에지부를 통해 로딩된 상기 곡면형 성형 몰드의 에지부를 가압, 지지하여 상향 분사되는 냉각 공기에 의해 상기 곡면형 성형 몰드가 부양되는 것을 방지하는 상부 공기 탱크체; 상기 하부 공기 탱크체 상의 상기 공기 유입구와 상기 상부 공기 탱크체 상의 상기 공기 유입구로 압축된 냉각 공기를 내부 이송하여 공급하는 공기 공급관; 및 상기 공기 공급관으로 압축된 냉각 공기를 발생하여 공급하는 냉각 공기 공급 수단; 을 포함한다.
따라서, 성형된 곡면 유리를 부상시키고 부상된 곡면 유리에 대해 상·하부에서 회전되면서 냉각 공기를 분사하여 냉각시키므로, 곡면 형태에 따른 부위별 냉각 차이가 발생되지 않도록 곡면 유리를 균일하게 냉각시켜 강화시킬 수 있음으로써, 종래에 전혀 불가능하였던 곡면 강화 유리 제품을 원활히 제조하도록 할 수 있는 효과가 있다.
Figure R1020090048495
곡면, 강화, 유리, 원형 방등, 냉각, 강화

Description

곡면 강화 유리 제조를 위한 냉각 강화 장치{COOLING APPARATUS FOR MANUFACTURING CURVED TEMPERED GLASS}
본 발명은 특히 원형 방등용 곡면 강화 유리를 제조하기 위한 냉각 강화 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가열 성형 과정을 통해 곡면 형태를 갖도록 성형된 곡면 유리의 상·하면을 곡면 형태에 따른 냉각 차이가 발생되지 않도록 균일하게 급냉시켜 강화할 수 있음으로써, 종래에 불가능하였던 곡면 강화 유리 제품을 제조하도록 할 수 있는 곡면 강화 유리 제조를 위한 냉각 강화 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 강화 유리(强化琉璃, tempered glass)는 성형 판 유리(즉, 평면 유리)를 연화 온도(軟化溫度)에 가까운 500∼700℃로 가열한 후 압축된 냉각 공기를 분사하여 급냉시켜 유리 표면부를 압축 변형시키고 내부를 인장 변형시켜 강도를 강화한 유리로서, 보통 유리에 비해 굽힘 강도는 3∼5배, 내충격성은 3∼8배 강하며, 내열성도 매우 우수하다. 또한, 강화 유리는 그 내부에서 응력 균형이 유지되므로 일측에서 조금만 파괴되어도 전체가 작은 알갱이 형태의 파편으로 파괴되므로 파괴에 따른 위험성도 매우 작다.
이러한 강화 유리의 우수한 특성들에 의하여 근래에는 여러 분야에서 해당 강화 유리의 도입이 이루어지고 있으며, 현재는 주로 자동차 ·항공기의 창 유리, 도난방지용 창 유리 등에 보편적으로 이용되고 있다.
통상, 유리 제품의 제조는 유리를 소정 형상으로 성형하는 성형 과정과 이어서 성형된 유리를 냉각하는 냉각 과정으로 이루어지며, 강화 유리는 이미 제조된 평면 유리를 가열로에서 500~700℃ 내외로 가열하여 연화시킨 후 이어서 냉각 강화 장치를 통해 급속히 냉각시켜 강화하는 것에 의해 제조된다.
즉, 일정 크기로 재단된 평면 유리를 가열로로 가열하여 연화시킨 후 이송 수단을 통해 즉시 냉각 강화 장치로 이동시킨 다음, 냉각 강화 장치에서 상·하부의 공기 노즐을 통해 압축된 상태의 냉각 공기를 가열된 반제품 상태의 유리에 대해 강하게 분사하여 반제품 유리의 표면 온도를 200~450℃ 정도까지 급격하게 냉각시킴으로써, 반제품 유리의 표면에 압축 응력을 잔류시켜 강도가 월등히 강화된 강화 유리로 제조한다.
이러한 강화 유리는 현재까지 그 형태가 대부분 평면의 것이었으며, 만곡된 곡면 형태의 것은 균일한 냉각의 실시가 난이하여 제품화되지 못하였다.
관련하여, 실내에서 천정등으로 널리 사용되는 도 1에 나타낸 바와 같은 원형 방등용 커버 유리 제품의 경우는 볼록한 곡면을 갖는 원형 형태인데, 이러한 원형 방등용 곡면 유리를 강화 유리로서 전혀 제조할 수 없었다.
한편, 종래에 있어 강화 유리가 아닌 보통 유리로서 곡면 유리를 제조하는 방법은 미리 제조된 대형의 평면 유리를 제조 대상의 곡면 유리의 규격 및 형태에 맞추어 재단하고 재단된 평면 유리를 볼록한 곡률을 갖는 금속 재질의 성형 몰드 내에 수평되게 재치한 후, 그것을 가열로에 투입, 가열하여 가열되는 평면 유리가 자중에 의해 늘어나 결국 성형 몰드의 내측면에 밀착되어 곡면 형태로 성형되도록 한 다음, 가열로로부터 취출하여 냉각하는 것에 의해 제조하였다.
만약, 곡면 유리를 강화 유리로서 제조하고자 한다면, 성형된 상태의 곡면 유리에 대해 냉각 공기를 상·하부에서 균일하게 분사하여 급냉시켜야만 하는데, 성형되어 가열된 상태의 곡면 유리는 성형 몰드 내에 위치하므로 그 곡면 유리의 하면에 대해서는 냉각 공기를 접촉되게 분사할 수 없어 하면 측은 냉각시킬 수 없고, 또한 곡면 유리는 곡면 형태임에 따라 상·하부에서 냉각 공기를 균일하게 분사하더라도 곡면 형태에 따른 부위별로 냉각 정도에 차이가 발생되어 결국 냉각 과정에서 곡면 유리 내의 부위별 응력 정도의 차이가 발생되어 파괴되어 버리게 된다.
물론, 설사 부위별 냉각 차이가 크지 않아 냉각 과정에서는 파괴되지 않는다 하더라도, 해당 강화 유리 제품은 사용 도중에 작은 충격이나 온도 변화에도 쉽게 파손되게 되므로 불량품이 되게 된다.
이와 같이, 현재 시점에서는 원형 방등용과 같은 곡면 유리를 강화 유리로서 제조하는 것이 매우 난이한 실정이며, 따라서 제조가 어려운 만큼 그것을 실현할 수만 있다면 높은 부가 가치를 창출할 수 있을 것이다.
본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 곡면 유리를 곡면 형태에 따른 부위별 냉각 차이가 발생되지 않도록 균일하게 급냉시켜 강화시킬 수 있음으로써, 곡면 강화 유리의 제조가 가능하도록 할 수 있는 곡면 강화 유리 제조를 위한 냉각 강화 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은, 원형 방등용으로 이용될 원형의 곡면 강화 유리를 급냉 강화하여 제조할 수 있는 곡면 강화 유리 제조를 위한 냉각 강화 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 곡면 강화 유리 제조를 위한 냉각 강화 장치는, 곡면 유리를 균일하게 냉각하여 강화하는 곡면 강화 유리 제조를 위한 냉각 강화 장치로서, 상기 곡면 유리에 상응되는 곡률로 하방 블록하게 만곡되는 판으로 평면 유리가 재치되어 가열 성형됨에 따라 내측면에 밀착되어 상기 곡면 유리로 성형되며 전반적으로 배치되는 다수개의 분사공을 갖는 곡면형 성형 몰드; 상면이 개방되고 측면과 하면은 폐쇄되는 용기 형태의 것으로 성형된 상기 곡면 유리가 내측면에 밀착된 채로 로딩되는 상기 곡면형 성형 몰드가 개방된 상면 측에 걸쳐지도록 안착되며 일측에는 압축된 냉각 공기가 유입되는 공기 유입구가 형성되 어 유입되는 냉각 공기가 내부 공간에 충진된 후 안착된 상기 곡면형 성형 몰드 상의 상기 분사공을 통해 상향 분사되어 상기 곡면 유리의 하면 측을 냉각하는 하부 공기 탱크체; 상기 하부 공기 탱크체에 대향되는 상부 측에 구비되며 상기 곡면형 성형 몰드와 상응되는 곡률로 하방 볼록하게 만곡되되 직경이 보다 작은 판으로 형성되고 전반적으로 배치되는 다수개의 분사공을 갖는 곡판부와 상기 곡판부의 상면 측을 폐쇄하는 폐쇄판부의 결합으로 이루어지며 일측에는 압축된 냉각 공기가 유입되는 공기 유입구가 형성되어 유입되는 냉각 공기가 내부 공간에 충진된 후 상기 곡판부 상의 상기 분사공을 통해 하향 분사되어 상기 곡면 유리의 상면 측을 냉각하며 냉각 작용 시 상기 하부 공기 탱크체와 밀착되어 에지부를 통해 로딩된 상기 곡면형 성형 몰드의 에지부를 가압, 지지하여 상향 분사되는 냉각 공기에 의해 상기 곡면형 성형 몰드가 부양되는 것을 방지하는 상부 공기 탱크체; 상기 하부 공기 탱크체 상의 상기 공기 유입구와 상기 상부 공기 탱크체 상의 상기 공기 유입구로 압축된 냉각 공기를 내부 이송하여 공급하는 공기 공급관; 및 상기 공기 공급관으로 압축된 냉각 공기를 발생하여 공급하는 냉각 공기 공급 수단; 을 포함한다.
바람직하게, 냉각 작업의 미 실시 시에는 상기 하부 공기 탱크체와 상기 상부 공기 탱크체가 서로 이격되게 하고 냉각 작업 시에는 서로 근접, 밀착되도록 하며 상기 하부 공기 탱크체와 상기 상부 공기 탱크체 중의 어느 하나나 양자를 수직 이송시키는 수직 이송 수단; 및 상기 하부 공기 탱크체와 상기 상부 공기 탱크체가 서로 근접, 밀착된 상태에서 함께 회전시키기 위해 상기 하부 공기 탱크체나 상기 상부 공기 탱크체 중의 어느 하나를 회전시키는 회전 구동 수단; 을 더 포함할 수 있다.
또한 바람직하게, 상기 회전 구동 수단의 구동에 따라 서로 밀착된 채로 함께 회전되는 상기 상부 공기 탱크체와 상기 하부 공기 탱크체를 각기 접속되어 있는 상기 공기 공급관에 대해 자유 회전되도록 구비되는 습동 수단; 을 더 포함할 수 있다.
또한 바람직하게, 상기 하부 공기 탱크체 상에 상기 곡면 유리가 내측면에 밀착된 상태의 상기 곡면형 성형 몰드가 안착되도록 로딩된 후, 상기 하부 공기 탱크체와 상기 상부 공기 탱크체가 근접 밀착되어 상기 하부 공기 탱크체 상에 안착된 상기 곡면형 성형 몰드가 상기 상부 공기 탱크체에 의해 가압 고정된 다음, 상기 냉각 공기가 상기 하부 공기 탱크체와 상기 상부 공기 탱크체 내로 공급되어 상기 각 분사공을 통해 분사되어 상기 곡면 유리를 냉각하되 상기 곡면형 성형 몰드 상의 상기 분사공을 통해 냉각 공기가 분사됨에 따라 상기 곡면 유리가 부양되고, 상기 회전 구동 수단의 구동에 따라 부양된 상기 곡면 유리에 대해 상기 하부 공기 탱크체와 상기 상부 공기 탱크체가 함께 회전되면서 냉각 공기를 분사하여 균일하게 냉각할 수 있다.
본 발명에 따르면, 성형된 곡면 유리를 부상시키고 부상된 곡면 유리에 대해 상·하부에서 회전되면서 냉각 공기를 분사하여 냉각시키므로, 곡면 형태에 따른 부위별 냉각 차이가 발생되지 않도록 곡면 유리를 균일하게 냉각시켜 강화시킬 수 있음으로써, 종래에 전혀 불가능하였던 곡면 강화 유리 제품을 원활히 제조하도록 할 수 있는 효과가 달성될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 곡면 강화 유리 제조를 위한 냉각 강화 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 3은 그것에 구비되는 곡면형 성형 몰드를 나타내는 사시도이고, 도 4a 내지 도 4g는 그 작용을 순서적으로 나타내는 도면들이다.
먼저, 본 명세서에서는 제조 대상의 곡면 강화 유리가 특히 원형 방등용 커버 유리 제품과 같이 원형이면서 하방으로 볼록한 형태인 경우를 대표적인 예로 들어 설명함을 밝힌다.
곡면 유리(c-g)는 일정 곡률의 곡면을 갖는 형태로 성형되기 위해 먼저 상응되는 곡률을 갖는 금속 형틀인 곡면형 성형 몰드(10)를 이용하여 성형되며, 해당 곡면형 성형 몰드(10)는 하방으로 볼록하게 만곡되는 원 형태의 판이나 용기이다.
곡면 유리(c-g)의 성형은 미리 제조된 대형의 평면 유리(즉, 판 유리)를 제조 대상의 곡면 유리의 규격 및 형태에 맞추어 일정 크기로 재단하고 재단된 평면 유리를 곡면형 성형 몰드(10) 내의 상단부에 수평으로 걸쳐지게 재치한 후, 그것을 가열로에 투입하여 가열하는 것에 의해 재치된 평면 유리가 가열에 따라 연화되면서 자중에 의해 늘어나 결국 곡면형 성형 몰드(10)의 내측면에 밀착되어 곡면 형태로 성형된다.
이러한 곡면형 성형 몰드(10)는 종래에 보통 유리로서 곡면 유리를 성형하는데에도 이용되어 왔다.
본 발명에 따르면, 곡면형 성형 몰드(10) 상에 전반적으로 배치되게 다수개의 분사공(12)이 형성되며, 각 분사공(12)은 충분히 작은 크기이고, 바람직하게 다수개가 균등 배치되도록 구비된다.
각 분사공(12)은 크기가 충분히 작고, 또한 가열 성형 시의 가열 온도를 상대적으로 낮게 하여 연화 정도를 작게 하거나, 가열 성형 과정을 보다 신속하게 완료하는 것에 의해 성형되는 곡면 유리(c-g) 상에 분사공들(12)에 의한 돌기들이 형성되지 않도록 충분히 조절할 수 있다.
곡면형 성형 몰드(10) 상에 형성되는 분사공(12)은 성형 후 실시되는 냉각 강화 과정에서 그 내측면에 밀착된 곡면 유리(c-g)의 하면 측으로 냉각 공기를 도입하는데 이용된다.
가열 성형 과정이 종료되면, 성형된 곡면 유리(c-g)가 내측면에 밀착된 채로 곡면형 성형 몰드(10)가 가열로로부터 취출되어 신속하게 본 발명에 따른 냉각 강화 장치(100)로 로딩된다.
이때, 가열로로부터 곡면형 성형 몰드(10)를 취출하여 냉각 강화 장치(100)로 즉시 로딩하는 작업은 작업자에 의해 수작업으로 실시되거나 로봇이나 기타 자동화 이송 장치에 의해 자동으로 실시될 수 있다.
본 발명에 따른 냉각 강화 장치(100)는 앞선 가열 성형 공정으로부터 취출된 후 즉시 로딩되는 곡면형 성형 몰드(10)를 로딩받아 해당 곡면형 성형 몰드(10) 내 에 위치된 성형 완료된 곡면 유리(c-g)를 급냉하여 강화시킨다.
해당 냉각 강화 장치(100)는 상면이 개방되고 측면과 하면은 폐쇄되는 용기 형태의 것으로 성형된 곡면 유리(c-g)가 내측면에 밀착된 채로 로딩되는 곡면형 성형 몰드(10)가 그 개방된 상면 측에 걸쳐지도록 안착되며 하면 측 중심부에는 압축된 냉각 공기가 유입되는 공기 유입구(110a)가 형성되어 유입되는 냉각 공기가 내부 공간에 충진된 후 안착된 곡면형 성형 몰드(10) 상의 분사공들(12)을 통해 상향 분사되어 곡면 유리(c-g)의 하면 측을 냉각하는 하부 공기 탱크체(110)와, 하부 공기 탱크체(110)에 대향되는 상부 측에 구비되며 곡면형 성형 몰드(10)와 상응되는 곡률로 하방 볼록하게 만곡되되 직경이 보다 작은 판으로 형성되고 전반적으로 균등 배치되는 다수개의 분사공(122a)을 갖는 곡판부(122)와 해당 곡판부(122)의 상면을 폐쇄하는 폐쇄판부(124)의 결합으로 이루어지며 폐쇄판부(124)의 중심에는 압축된 냉각 공기가 유입되는 공기 유입구(124a)가 형성되어 유입되는 냉각 공기가 내부 공간에 충진된 후 곡판부(122) 상의 분사공들(122a)을 통해 하향 분사되어 곡면 유리(c-g)의 상면 측을 냉각하며 냉각 작용 시 하부 공기 탱크체(110)와 근접 밀착되어 에지부를 통해 로딩된 곡면형 성형 몰드(10)의 상단부를 가압, 지지하여 상향 분사되는 냉각 공기에 의해 곡면형 성형 몰드(10)가 부양되는 것을 방지하는 상부 공기 탱크체(120)와, 냉각 작업의 미 실시 시에는 하부 공기 탱크체(110)와 상부 공기 탱크체(120)가 서로 이격되게 하고 냉각 작업 시에는 서로 근접 밀착되도록 하며 하부 공기 탱크체(110)와 상부 공기 탱크체(120) 중의 어느 하나나 양자를 수직 이송시키는 수직 이송 수단(130)과, 하부 공기 탱크체(110) 상의 공기 유 입구(110a)와 상부 공기 탱크체(120) 상의 공기 유입구(124a)에 각기 접속되어 외부로 길게 연장되는 관 또는 호스로서 공급되는 압축된 냉각 공기를 내부 이송하여 공기 유입구(110a, 124a)로 공급하는 공기 공급관(150)과, 하부 공기 탱크체(110)와 상부 공기 탱크체(120)가 서로 근접 밀착된 상태에서 함께 회전시키기 위해 하부 공기 탱크체(110)나 상부 공기 탱크체(120) 중의 어느 하나를 회전시키는 회전 구동 수단(140)과, 상기한 공기 공급관(150)으로 압축된 냉각 공기를 발생하여 공급하는 냉각 공기 공급 수단(160)을 포함하며, 또한 회전 구동 수단(140)의 회전 작동에 따라 서로 밀착된 상태로 함께 회전되는 상부 공기 탱크체(120)와 하부 공기 탱크체(110)를 각기 그에 대해 연결되어 있는 공기 공급관(150)에 대해 자유 회전되도록 구비되는 베어링과 같은 습동 수단(170)을 더 포함할 수 있다.
상기한 하부 공기 탱크체(110)와 상부 공기 탱크체(120)는 그들 내부 공간으로 압축된 냉각 공기가 공급되어 충진된 후 충진된 냉각 공기가 구비된 분사공들(12, 122a)을 통해 각기 강하게 분사되어 로딩된 곡면형 성형 몰드(10) 내의 곡면 유리(c-g)의 상면과 하면을 급냉시킨다.
상부 공기 탱크체(120)는 곡면형 성형 몰드(10)와 상응되는 곡률의 곡면을 갖고 곡면형 성형 몰드(10)보다 작은 직경을 갖는 곡판부(122)를 가져 해당 상부 공기 탱크체(120)가 하부 공기 탱크체(110)에 대해 근접 밀착된 상태에서 그 곡판부(122)가 곡면형 성형 몰드(10)로부터 조금 이격된 상태에서 곡면형 성형 몰드(10)와 그들 곡면이 서로 평행되며, 그 폐쇄판부(124)는 단순히 곡판부(122)의 개방된 상면을 폐쇄하는 것으로 그 형상이나 구조는 특별히 한정되지 않는다.
상부 공기 탱크체(120)는 하부 공기 탱크체(110)에 대해 밀착(또는, 근접)된 상태에서 그 에지부를 통해 하부 공기 탱크체(110) 상에 안착된 곡면형 성형 몰드(10)의 에지부를 가압하여 지지함으로써 상향 분사되는 냉각 공기에 의해 곡면형 성형 몰드(10)가 부양되는 것을 방지하며, 이때 곡면형 성형 몰드(10)의 에지부를 원활히 가압할 수 있도록 그 에지부에는 가압부(124b)가 일체로 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 하부 공기 탱크체(110) 내로 압축된 냉각 공기가 유입되어 충진된 다음 해당 냉각 공기가 상부 공기 탱크체(120)에 의해 가압되고 있는 곡면형 성형 몰드(10) 상의 분사공들(12)을 통해 상향 분사되면, 곡면형 성형 몰드(10)의 내측면에 밀착되어 있던 곡면 유리(c-g)가 부양되며, 즉 하부 공기 탱크체(110) 내부에 충진되면서 점차 가압되는 냉각 공기는 어느 틈새를 통하든 배출되어야만 하므로 결국 곡면형 성형 몰드(10)의 내측면에 밀착되어 있던 곡면 유리(c-g)를 상방으로 밀어내어 부양시키면서 분사공들(12)을 통해 분출되며, 따라서 냉각 작용 시 곡면 유리(c-g)는 부양된 상태로 유지된다.
상기한 수직 이송 수단(130)은 그 작동에 따라 하부 공기 탱크체(110)와 상부 공기 탱크체(120) 간을 서로 이격시키거나 서로 근접시키는 것으로, 하부 공기 탱크체(110)와 상부 공기 탱크체(120) 중의 어느 하나를 수직 이송시키거나 양자를 모두 수직 이송시킬 수 있다.
해당 수직 이송 수단(130)은 일정 스트로크만큼 직선적으로 이송시킬 수 있는 구동력을 발생하는 실린더로 바람직하게 구현될 수 있으며, 도면에는 상부 공기 탱크체(120) 측을 수직 이송시킬 수 있도록 구비되는 경우를 대표적으로 나타낸다.
즉, 수직 이송 수단(130)은 초기에 하부 공기 탱크체(110)와 상부 공기 탱크체(120)가 서로 이격된 상태에서 곡면형 성형 몰드(10)가 로딩 완료되면 즉시 가동되어 하부 공기 탱크체(110)와 상부 공기 탱크체(120)가 밀착되도록 만들며, 밀착된 상태에서 냉각 공기에 의한 냉각이 일정 시간 실시된 다음, 재차 가동되어 하부 공기 탱크체(110)와 상부 공기 탱크체(120)를 서로 이격시켜 이후 곡면형 성형 몰드(10)가 언로딩되도록 한다.
상기한 공기 공급관(150)은 하부 공기 탱크체(110)와 상부 공기 탱크체(120) 측에 각기 형성되는 공기 유입구(110a, 124a)로 압축된 냉각 공기를 내부 이송하여 공급하는 것으로 각 공기 유입구(110a, 124a)에 일단이 연결되고 타단은 냉각 공기 공급 수단(160)에 연결된다.
해당 공기 공급관(150)은 냉각 공기를 내부 이송하여 공급할 수 있는 도관 형태의 것이라면 금속 관이든 플렉시블 호스든 특별히 한정되지 않으며, 일부는 금속 관으로, 다른 일부는 플렉시블 호스로 할 수도 있다.
바람직하게, 공기 공급관(150)은 일단이 하나의 냉각 공기 공급 수단(160)에 연결되고 중간에서 분기된 후 양측의 공기 유입구(110a, 124a)로 연결될 수 있다.
상기한 회전 구동 수단(140)은 하부 공기 탱크체(110)와 상부 공기 탱크체(120)가 서로 근접 밀착된 이후 시점에 가동 개시되어 회전시키는 것으로, 하부 공기 탱크체(110)나 상부 공기 탱크체(120) 중의 어느 하나만 회전시켜도 서로 가압되어 밀착되어 있는 하부 공기 탱크체(110)와 상부 공기 탱크체(120)는 함께 회전된다.
도면에는 해당 회전 구동 수단(140)이 하부 공기 탱크체(110)를 회전시키도록 구비되는 경우를 나타낸다.
해당 회전 구동 수단(140)은 회전력을 발생하는 모터와 해당 모터에서 발생되는 회전력을 하부 공기 탱크체(110)로 전달하는 전동 벨트와 같은 전동 수단의 조합으로 구현될 수 있다.
상기한 냉각 공기 공급 수단(160)은 외부 공기를 유입하여 압축한 후 공급하는 압축기(compressor)나 송풍 팬과 같은 압축 수단을 기본적으로 이용하고 추가적으로 압축 공기를 냉각하는 냉각 수단을 구비하는 것으로 구현될 수 있다.
즉, 냉각 공기 공급 수단(160)은 단순히 외부의 상온 공기를 압축하여 공급할 수도 있고, 해당 상온 공기를 보다 냉각하여 공급할 수도 있으며, 아무래도 공기를 보다 냉각하여 공급하는 것이 곡면 유리(c-g)를 보다 신속하면서 효과적으로 급냉시킬 수 있어 강화 정도를 높일 수 있어 좋다.
해당 냉각 공기 공급 수단(160)은 그 가동이 온(on)과 오프(off)를 반복하여 냉각 공기의 공급을 자체적으로 제어하도록 구현되거나, 아니면 해당 냉각 공기 공급 수단(160)은 항시 가동되고 별도의 밸브 수단(미도시)이 공기 공급관(150) 상에 구비되어 공급을 제어하도록 구현될 수 있다.
물론, 냉각 공기 공급 수단(160)은 공장 내에 공통되게 구비되어 압축 공기를 공급하는 유틸리티 배관을 이용하도록 구현될 수도 있다.
습동 수단(170)은 작용 시 함께 회전되는 하부 공기 탱크체(110)와 상부 공기 탱크체(120)에 대해 공기 공급관(150)이 각기 접속되는 부분에 구비되어 접속되 는 공기 공급관(150)은 회전되지 않도록 하는 것으로, 바람직하게 원형 베어링을 이용하여 구현될 수 있다.
여기서, 공기 공급관(150)을 통해 공급되는 냉각 공기는 습동 수단(170) 부분을 통해 조금 외부 유출될 수 있으나, 그 정도가 미약한 바, 하부 공기 탱크체(110)와 상부 공기 탱크체(120)로의 냉각 공기의 공급에는 큰 문제가 발생되지 않으며, 설사 공기 압력의 큰 저하가 발생된다면 그 만큼 냉각 공기 공급 수단(160)을 통한 송풍압을 보상되도록 상승시키면 된다.
이상과 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 냉각 강화 장치(100)의 바람직한 작용을 이하 도 4a 내지 도 4g를 참조로 설명한다.
사전에, 곡면 형태로의 성형을 위해 미리 제조된 대형의 평면 유리를 제조 대상의 곡면 유리(c-g)의 규격 및 형태에 맞추어 일정 크기로 재단하고 재단된 평면 유리를 곡면형 성형 몰드(10) 내의 상단부에 수평으로 걸쳐지게 재치한 후, 그것을 가열로에 투입하여 가열하는 것에 의해 재치된 평면 유리가 가열에 따라 연화되면서 자중에 의해 늘어나 결국 곡면형 성형 몰드(10)의 내측면에 밀착되어 곡면 형태로 성형된다.
이후, 가열되어 성형된 곡면 유리(c-g)가 내측면에 밀착되어 있는 곡면형 성형 몰드(10)가 가열로로부터 취출되어 즉시 본 발명에 따른 냉각 강화 장치(100)로 로딩되며, 즉 도 4a에 나타낸 바와 같이, 곡면형 성형 몰드(10)가 하부 공기 탱크체(110)의 상단부에 걸쳐지도록 안착되며, 그 안착에 따라 개방되었던 하부 공기 탱크체(110)의 상면은 폐쇄된다.
그러면, 도 4b에 나타낸 바와 같이, 수직 이송 수단(130)이 구동되어 상부 공기 탱크체(120)가 하강 이동되어 상부 공기 탱크체(120)에 근접 밀착되며, 그 밀착에 따라 상부 공기 탱크체(120)의 가압부(124b)가 하부 공기 탱크체(110) 상에 안착되어 있는 곡면형 성형 몰드(10)의 에지부를 가압하여 고정한다.
이어서, 도 4c에 나타낸 바와 같이, 회전 구동 수단(140)이 가동되어 하부 공기 탱크체(110)를 회전시키면, 서로 가압 밀착되어 있는 하부 공기 탱크체(110)와 상부 공기 탱크체(120)가 함께 회전된다.
그 다음, 도 4d에 나타낸 바와 같이, 냉각 공기 공급 수단(160)이 가동되어 압축된 냉각 공기가 공기 공급관(150)을 통해 공급되어 상부 공기 탱크체(120)와 하부 공기 탱크체(110) 내로 유입되며, 유입된 냉각 공기는 먼저 각 내부 공간에 충진되면서 가압된 후, 하부 공기 탱크체(110)에 안착되어 있는 곡면형 성형 몰드(10) 상의 분사공들(12)을 통해서는 상향 분사되고, 또한 상부 공기 탱크체(120)의 곡판부(122) 상의 분사공들(122a)을 통해서는 하향 분사된다.
이때, 초기에는 하부 공기 탱크체(110) 내에 충진되어 점차 가압되는 냉각 공기는 어디론가 배출되어야 하므로 결국 곡면형 성형 몰드(10) 상에 밀착되어 있는 곡면 유리(c-g)를 상방으로 밀어내면서 분사공들(12)을 통해 상향 분사되고 그에 따라 곡면 유리(c-g)는 부상된다.
따라서, 부상된 곡면 유리(c-g)에 대한 하부와 상부에서 회전되는 곡판부(122)와 곡면형 성형 몰드(10) 상의 분사공들(122a, 12)을 통해 냉각 공기가 분사되므로 냉각 공기가 곡면 유리(c-g)의 한 점에 집중되지 않으면서 곡면 유리(c- g)를 전반적으로 균일하게 냉각시킬 수 있으며, 그에 따라 곡면 유리(c-g)의 부위별로 냉각 정도의 차이가 발생되지 않아 냉각 과정에서 곡면 유리(c-g)가 파괴되는 것이 방지될 수 있다.
이어서, 도 4e에 나타낸 바와 같이, 일정 시간 동안의 회전과 냉각 공기의 분사를 통해 곡면 유리(c-g)의 냉각 강화가 종료되면, 회전 작동이 중지되고, 또한 냉각 공기의 공급이 중지되며, 부양되었던 곡면 유리(c-g)는 낙하되어 곡면형 성형 몰드(10) 상에 안착된다.
이때, 냉각 공기의 공급이 중지되어도 부양되었던 곡면 유리(c-g)와 곡면형 하부 몰드(10)의 사이 공간에는 냉각 공기가 여전히 잔존하면서 점차 소멸되므로 곡면 유리(c-g)는 급격히 낙하되지 않고 안전하게 낙하될 수 있다.
다음으로, 도 4f에 나타낸 바와 같이, 수직 이송 수단(130)이 재차 구동되어 상부 공기 탱크체(120)를 상승 이동시켜 상부 공기 탱크체(120)와 이격시킨다.
이후, 도 4g에 나타낸 바와 같이, 냉각 강화가 완료된 곡면 유리(c-g)와 곡면형 성형 몰드(10)가 언로딩되어 외부로 취출된다.
이로써, 일회의 냉각 강화 과정이 모두 종료되며, 이상과 같은 과정을 반복하여 곡면 강화 유리를 대량 제조한다.
이상에서는 먼저 회전 작동이 개시된 후 냉각 공기가 공급되는 것으로 하였으나 그 순서는 역으로 되거나 동시에 실시될 수도 있을 것이다.
이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정과 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.
도 1은 통상적인 원형 방등용 곡면 강화 유리 제품을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 곡면 강화 유리 제조를 위한 냉각 강화 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 곡면 강화 유리 제조를 위한 냉각 강화 장치에 구비되는 곡면형 성형 몰드를 나타내는 사시도,
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 곡면 강화 유리 제조를 위한 냉각 강화 장치의 작용을 순서적으로 나타내는 도면들이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
c-g : 곡면 유리 10 : 곡면형 성형 몰드
12 : 분사공 100 : 냉각 강화 장치
110 : 하부 공기 탱크체 110a : 공기 유입구
120 : 상부 공기 탱크체 122 : 곡판부
122a : 분사공 124 : 폐쇄판부
124a : 공기 유입구 124b : 가압부
130 : 수직 이송 수단 140 : 회전 구동 수단
150 : 공기 공급관 160 : 냉각 공기 공급 수단
170 : 습동 수단

Claims (4)

  1. 곡면 유리를 균일하게 냉각하여 강화하는 곡면 강화 유리 제조를 위한 냉각 강화 장치로서,
    상기 곡면 유리에 상응되는 곡률로 하방 블록하게 만곡되는 판으로 평면 유리가 재치되어 가열 성형됨에 따라 내측면에 밀착되어 상기 곡면 유리로 성형되며 전반적으로 배치되는 다수개의 분사공을 갖는 곡면형 성형 몰드;
    상면이 개방되고 측면과 하면은 폐쇄되는 용기 형태의 것으로 성형된 상기 곡면 유리가 내측면에 밀착된 채로 로딩되는 상기 곡면형 성형 몰드가 개방된 상면 측에 걸쳐지도록 안착되며 일측에는 압축된 냉각 공기가 유입되는 공기 유입구가 형성되어 유입되는 냉각 공기가 내부 공간에 충진된 후 안착된 상기 곡면형 성형 몰드 상의 상기 분사공을 통해 상향 분사되어 상기 곡면 유리의 하면 측을 냉각하는 하부 공기 탱크체;
    상기 하부 공기 탱크체에 대향되는 상부 측에 구비되며 상기 곡면형 성형 몰드와 상응되는 곡률로 하방 볼록하게 만곡되되 직경이 보다 작은 판으로 형성되고 전반적으로 배치되는 다수개의 분사공을 갖는 곡판부와 상기 곡판부의 상면 측을 폐쇄하는 폐쇄판부의 결합으로 이루어지며 일측에는 압축된 냉각 공기가 유입되는 공기 유입구가 형성되어 유입되는 냉각 공기가 내부 공간에 충진된 후 상기 곡판부 상의 상기 분사공을 통해 하향 분사되어 상기 곡면 유리의 상면 측을 냉각하며 냉각 작용 시 상기 하부 공기 탱크체와 밀착되어 에지부를 통해 로딩된 상기 곡면형 성형 몰드의 에지부를 가압, 지지하여 상향 분사되는 냉각 공기에 의해 상기 곡면형 성형 몰드가 부양되는 것을 방지하는 상부 공기 탱크체;
    상기 하부 공기 탱크체 상의 상기 공기 유입구와 상기 상부 공기 탱크체 상의 상기 공기 유입구로 압축된 냉각 공기를 내부 이송하여 공급하는 공기 공급관; 및
    상기 공기 공급관으로 압축된 냉각 공기를 발생하여 공급하는 냉각 공기 공급 수단; 을 포함하는 곡면 강화 유리 제조를 위한 냉각 강화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    냉각 작업의 미 실시 시에는 상기 하부 공기 탱크체와 상기 상부 공기 탱크체가 서로 이격되게 하고 냉각 작업 시에는 서로 근접, 밀착되도록 하며 상기 하부 공기 탱크체와 상기 상부 공기 탱크체 중의 어느 하나나 양자를 수직 이송시키는 수직 이송 수단; 및
    상기 하부 공기 탱크체와 상기 상부 공기 탱크체가 서로 근접, 밀착된 상태에서 함께 회전시키기 위해 상기 하부 공기 탱크체나 상기 상부 공기 탱크체 중의 어느 하나를 회전시키는 회전 구동 수단; 을 더 포함하는 곡면 강화 유리 제조를 위한 냉각 강화 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 회전 구동 수단의 구동에 따라 서로 밀착된 채로 함께 회전되는 상기 상부 공기 탱크체와 상기 하부 공기 탱크체를 각기 접속되어 있는 상기 공기 공급관에 대해 자유 회전되도록 구비되는 습동 수단; 을 더 포함하는 곡면 강화 유리 제조를 위한 냉각 강화 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 하부 공기 탱크체 상에 상기 곡면 유리가 내측면에 밀착된 상태의 상기 곡면형 성형 몰드가 안착되도록 로딩된 후,
    상기 하부 공기 탱크체와 상기 상부 공기 탱크체가 근접 밀착되어 상기 하부 공기 탱크체 상에 안착된 상기 곡면형 성형 몰드가 상기 상부 공기 탱크체에 의해 가압 고정된 다음,
    상기 냉각 공기가 상기 하부 공기 탱크체와 상기 상부 공기 탱크체 내로 공급되어 상기 각 분사공을 통해 분사되어 상기 곡면 유리를 냉각하되 상기 곡면형 성형 몰드 상의 상기 분사공을 통해 냉각 공기가 분사됨에 따라 상기 곡면 유리가 부양되고,
    상기 회전 구동 수단의 구동에 따라 부양된 상기 곡면 유리에 대해 상기 하부 공기 탱크체와 상기 상부 공기 탱크체가 함께 회전되면서 냉각 공기를 분사하여 균일하게 냉각하는 것을 특징으로 하는 곡면 강화 유리 제조를 위한 냉각 강화 장치.
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